『壹』 软岩崩解机理分析
岩石浸水之后,引起其强度降低的性质称为水对岩石的“软化作用”。岩石抵抗水的软化作用的性能主要取决于岩石中亲水性矿物和易溶性矿物的含量以及岩石中孔隙与微裂隙的发育程度。亲水性或可溶性矿物的含量愈多,岩石中的孔、裂隙愈发育,岩石愈易软化、崩解。
通过对泥化夹层岩组X射线粉晶衍射分析测试结果(见表3-2)可知,其成分以黏土矿物为主(含84%~92%),其余为石英、长石、方解石等,由于伊利石等黏土矿物颗粒较小,亲水性很强,当水进入岩石的孔隙、裂隙中时,细小岩粒的吸附水膜便会增厚,引起岩石体积的膨胀。由于这种体胀是不均匀的,使得岩石内产生不均匀的应力,部分胶结物会被稀释、软化或溶解,加之大多都含先存裂隙及微裂缝(见表4-3),于是导致岩石颗粒的碎裂解体。如伊利石与水发生物理化学反应引起软岩膨胀,可使原体积增加50%~60%。
下面从两个方面来分别研究几种典型岩组的崩解机理。
1.泥质含量与崩解特性的关系
泥质岩(泥化夹层与炭质页岩岩组)遇水后,宏观裂隙的增生扩张和崩解软化,是同在水的作用下软岩的物质组成、微结构与微孔隙的变化紧密相关的,崩解软化是软岩内部微观结构和微孔隙的宏观反映。从图4-2a可以看出,不同岩组泥质含量对其崩解度的影响,从泥化夹层、炭质页岩到泥质粉砂岩,其含泥量依次减少,其崩解性也愈来愈差。图4-2b为所有软岩与泥质含量的关系曲线,得对数关系式为S=70ln(Wm)-215。炭质页岩与泥化夹层试样崩解现象均极为明显,而且崩解速度很快。由前述知6#剖面,即进水口发育L10层间剪切破碎带内含泥化夹层、炭质页岩占50%以上,遇水极易崩解,严重影响进水口边坡的稳定性,在工程当中应该引起重视。
图4-2 泥质含量对崩解度的影响曲线
2.循环崩解次数与崩解特性的关系
炭质页岩与泥化夹层岩组大部分试样已100%崩解,其崩解物由碎屑、角砾及大小不一的碎块组成,崩解稳定后取崩解物进行颗粒筛分,筛分试验结果如图4-3所示,从图中看出不同岩性,颗粒大小分配也有明显的差异,炭质页岩与泥化夹层试样曲线类似,得出小于0.5mm粒径的颗粒含量占20%~30%,含量较高,即由岩石转化成土,无法多次循环崩解,只进行一次循环。而泥质粉砂岩颗粒大多大于16mm,粒径相对较大。颗粒大小的不同,也说明其崩解的差异性。
图4-3 软岩崩解物粒度分析曲线图
图4-4 循环崩解次数与崩解度的关系曲线
因此对于循环次数与崩解特性的分析,只针对煤和泥质粉砂岩岩组,如图4-4所示。
从关系曲线图4-4a中可以看出,煤岩组试样在经过第二次循环崩解以后,崩解度均为降低的趋势,第3次崩解后,除2#与5#试样有明显增加外,其余试样仍为递减。2#与5#试样由于前两次在重复试验中未崩解,而在第3次试验时达到崩解状态,说明煤在反复的干燥与潮湿的环境条件下,也会发生不同程度的崩解。
第一次将1#-2泡水,崩解现象不明显,有少量碎屑脱落,沉于水底;第2次泡水,表面裂隙有所扩大,崩解不明显,有少量岩屑脱落沉于水底;第三次泡水,试样表面吸附有气泡,较少量崩解。整个试验过程,试样即使在反复干湿循环条件下,也无大量崩解,说明其崩解性很差。
由镜下鉴定分析结果得知,2#-2岩性为含泥煤,岩石致密未见裂隙,煤质组分形成过程中有陆源云母碎片的沉积,有陆源物质、粉砂的混入。但实际上其遇水之后崩解性很差,说明其胶结性很好,而对于有机质胶结的软弱岩土,由于有机质的憎水性,故不易崩解。
镜下鉴定5#-2为含云泥粉砂质泥岩变形纹层状含炭质泥页岩,含泥80%,粉砂15%,炭屑及有机质5%,在被反复干湿循环后,再次遇水,崩解明显。即开始泡水时,表层先存裂隙,有所扩大,但并未达到崩解,在多次循环后,裂隙扩大,内部夹泥较多,遇水后产生泥化,崩解明显,从崩解现象也可以看出,在第三次循环过程中,水表层覆盖有泥膜,水色混浊,为损失量,也为崩解物的一部分。
从图4-4b可以看出,泥质粉砂岩岩组试样在经过3次循环崩解以后,崩解度均有降低的趋势,即随崩解次数的增多,崩解度无明显反弹现象,说明已崩解完全。由试验过程描述可知,试样在初崩时刻现象不明显,崩解是慢慢进行的,从开始冒气泡到微裂纹继续扩展。随着在静水中浸泡时间的增加,导致微裂纹继续增大,随后可见有岩屑、煤屑崩解,混入水中,大多悬浮停于试样表面,还可见有小的岩块脱离试样表面,沉于水底。第二次循环崩解试样为第一次的未崩解物,有较少裂隙存在,整体较完整,因此崩解现象不明显,到第三次时所取的未崩解物,几乎完整,不存在较明显的裂隙,因此试验过程几乎无崩解,从而也得出结论为泥质粉砂岩崩解性差。
镜下鉴定3#-3为条带状粉砂质泥岩,6#-3为粉砂质泥质岩,含泥较多,但经过3次循环崩解后崩解度急剧下降,说明在试样表层含泥在第一次崩解过程中已泥化,内部为泥质粉砂岩,含泥较少,已很难崩解。
3.软岩崩解试验成果分析
根据崩解试验的现象、崩解物形态将该区软岩的浸水崩解破坏形式进行以下分类。
A类:泥糊状破坏,完全崩解,崩解时间短,崩解现象非常明显(一般含泥较重)。
B类:碎屑状破坏,其碎屑直径1~5mm;崩解现象较明显。
C类:角砾状破坏,角砾直径5~10mm;崩解现象存在,少量崩解物。
D类:碎块状破坏,碎块直径大于10mm;崩解不明显,有极少量崩解物。
E类:浸水稳定,不破坏;随时间增加,崩解仍稳定,几乎无崩解性。
根据颗粒筛分结果及上述分类依据,各软岩岩组具体分类及崩解度范围见表4-5。从表中可以看出,炭质页岩与泥化夹层极易崩解,属于A类,遇水易产生崩解,破坏后含水量会显著增大,其吸水率可以超过液限,原岩强度完全丧失,属遇水极不稳定的岩石。泥质粉砂岩与煤崩解性较差,属于B、C、D类,属遇水较不稳定岩石,无E类。
表4-5 软岩崩解试验成果表
续表
通过试验分析,枢纽区内发育的几种典型软岩,均属于遇水不稳定岩石。在崩解过程中,化学性质没有变化,只是强度迅速降低,表面上与岩石的风化相似,但变化过程短暂。时间越长,崩解越彻底,且经过有限的时间后,呈稳定状态。在工程施工中除注意防止其失稳外,在支护工作方面要予以特别加强。
『贰』 什么叫岩石的软化性研究它有何意义
岩石软化性是岩石浸水后力学强度降低的特性。它主要取决于岩石的矿物成分和孔隙性。其定量指标是软化系数。软化系数愈小,软化性愈强。软化系数小于0.75的岩石称软化岩石。
软化后岩石强度变低,对于工程建筑物、构筑物均有不利影响,影响其稳定性、安全性,故对岩石软化性的研究非常重要。
『叁』 软岩的水理特性分析
通过吸水率测试,最后统计得软岩岩组吸水率值见表4-6。除泥质粉砂岩试样在1.5%~6%之间相对较低外,其他几组吸水率指标很高,在10%~20%之间,说明软岩极易吸水的特性。
表4-6 软岩主要物理水理特性参数测试成果
注:软岩极易吸水,遇水后发生泥化、软化和崩解,岩石抵抗水的软化作用的性能主要取决于岩石中亲水性矿物和易溶性矿物的含量,以及岩石中孔隙与微裂隙的发育程度。
崩解试验研究表明:软岩中泥质含量对其崩解特性的影响很大,崩解度与泥质含量关系为:S=70ln(Wm)-215。根据崩解度及崩解物形态,枢纽区软岩可分为五类:炭质页岩与泥化夹层为A类,遇水极易崩解,破坏后含水量会显著增大,原岩强度完全丧失,属遇水极不稳定的岩石;泥质粉砂岩与煤属于B、C、D类,崩解性较差,属遇水较不稳定岩石。通过崩解试验分析,研究区内发育的几种典型软岩,均属于遇水不稳定岩石。
『肆』 泥化的岩石
可能是 碳质泥岩或是碳质页岩吧 都属于泥质岩 碳质页岩黑色具有页理构造 泥质结构 泥岩遇水迅速软化 页岩软化比较慢 所以应该是碳质泥岩
『伍』 这是什么石头特别重油性大,不易沾水。
碧玉岩,致密坚硬的硅质岩石。主要由玉髓和自生石英组成,带有氧化铁及有机质混入,故常呈红色、棕色、绿色、玫瑰色等,因为它是高价位的氧化铁显色,所以在空气中氧化环境下是永不变色的。比鸡血石稳定得多。另外主要是硅质矿物,硬度大,不易风化,不易磨损,也不怕酸碱侵蚀。
『陆』 十种常见的岩石是什么
十种常见的岩石有泥岩、砾岩、大理岩、花岗岩、石灰岩、板岩、安山岩、火成岩、沉积岩、绿片岩。
1、泥岩:是指弱固结的黏土,经过中等程度的后生作用(如挤压作用、脱水作用、重结晶作用和胶结作用)形成强固结的岩石。是已固结成岩,但层理不明显,呈块状,局部失去可塑性,且遇水不立即膨胀的沉积型岩石。
2、砾岩:是一种由圆浑状砾石胶结而成的岩石,是圆状和次圆状砾石占岩石总量30%以上的碎屑岩。砾岩中碎屑组分主要是岩屑,只有少量矿物碎屑,填隙物为砂、粉砂、粘土物质和化学沉淀物质。
3、大理岩:因产于中国云南大理而得名。主要矿物为重结晶的方解石、白云石,肉眼可辨认,遇稀盐酸产生气泡。
4、花岗岩:属于酸性岩浆岩中的侵入岩,最常见的一种岩石,多为浅肉红色、浅灰色、灰白色等。中粗粒、细粒结构,块状构造,也有部分为斑杂构造、球状构造、似片麻状构造等。主要矿物为石英、钾长石和酸性斜长石,次要矿物则为黑云母、角闪石。
5、石灰岩:简称灰岩,以方解石为主要成分的碳酸盐岩。含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物,有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色,硬度通常不大,与稀盐酸有剧烈的化学反应。
6、板岩:板岩需要开采的技术并不是很高,因此人们自己也可以挖掘到这种材料,才一些山区,人们常将其用作建筑的材料。
7、安山岩:安山岩的材质很坚硬,因此被常用来做建筑物的石柱,用来承受压力,或者地砖之类。
8、火成岩:火成岩又称之为“岩浆岩”,是地球内部的熔融物质。火成岩分为两种,一是由火山通道喷溢出地表凝固形成的岩石称成火山岩。二是熔岩上升但是没有达到地表,而是在地壳一定深度就凝结而形成的岩石称之为侵入岩。
9、沉积岩:在地表常温、常压条件下,由风化物质、火山碎屑、有机物及少量宇宙物质,经搬运、沉积和成岩作用形成的层状岩石,海底几乎全部为沉积物所覆盖。
10、绿片岩:绿片岩主要由绿泥石、绿帘石、黝帘石、阳起石等绿色矿物和钠长石、石英、绢云母、斜长石、黑云母等组成,有时可含少量方解石,副矿物有磁铁矿、榍石、磷灰石等。
岩石分类
依冷凝成岩时的地质环境的不同,将岩浆岩分为三种类型:
1、喷出岩(火山岩):岩浆喷出地表后冷凝形成的岩浆岩称为喷出岩。在地表的条件下,温度下降迅速,矿物来不及结晶或者结晶差,肉眼不易看清楚。如流纹岩、安山岩、玄武岩等。
2、浅成岩:岩浆沿地壳裂缝上升至距地表较浅处冷凝形成的岩浆岩。由于岩浆压力小,温度下降较快,矿物结晶较细小。如花岗斑岩、正长斑岩、辉绿岩等。
3、深成岩:岩浆侵入地壳深处(约距地表3公里)冷凝形成的岩浆岩。由于岩浆压力大,温度下降缓慢,矿物结晶良好。如花岗岩、正长岩、辉长岩等。
『柒』 有请地质专家:有一种岩石,受潮或遇水就软化为砂,这是什么岩,有什么价值
你说的不是岩石,是风化程度极高的风化岩,或是一种砂质土。由于缺乏生物作用,有机养分少,不利于种植。
『捌』 有请地质专家:有一种岩石,受潮或遇水就软化为砂,这是什么岩,有什么价值
你说的不是岩石,是风化程度极高的风化岩,或是一种砂质土.由于缺乏生物作用,有机养分少,不利于种植.
『玖』 岩石遇水内聚力和内摩擦角的变化,有什么规律吗
岩石浸水饱和后强度会发生降低,(内聚力和内摩擦角当然也会相应减小)称为岩石的软化性。岩石的软化性取决于岩石的矿物组成和空隙性。当岩石中含有较多的亲水性和可溶性矿物,且含大开空隙较多时,岩石的软化性较强。如粘土岩、泥质胶结的砂岩、砾岩和泥灰岩等岩石,软化性较强,软化系数一般在0.4~0.6,甚至更低。软化系数是岩石的单轴抗压强度的变化系数,和内聚力、内摩擦角的变化有线性关系。常见岩石的软化系数如下表:
花岗岩:0.72~0.97
辉绿岩:0.33~0.90
玄武岩:0.3~0.95
砂岩:0.65~0.97
页岩:0.24~0.74
石灰岩:0.70~0.94
片麻岩:0.75~0.97
千枚岩:0.67~0.96
石英岩:0.94~0.96
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以上引自《岩体力学》,武汉地大99版